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Nature Physics publiziert über Forschung der RWTH Aachen University
Seit etwa 1990 wird die halbleiterbasierte Spinelektronik als mögliche Alternative zur aktuell ladungsbasierten Informationsverarbeitung weltweit erforscht. Prinzipiell kann die Nutzung des magnetischen Momentes (Spin) eines Elektrons zu schnellerer und energiesparender Verarbeitung von Bits und Bytes führen als dies in aktuellen Si-basierten Prozessoren der Fall ist. Darüber hinaus könnte die Nutzung des Elektro-nenspins eine räumliche Integration von Informationsverarbeitung und -speicherung ermöglichen, da die Speicherung in magnetischen Festplatten bereits auf dem Elekt-ronenspin basiert. Die bisher erzielten Effekte zur kontrollierten Verarbeitung des Spins sind jedoch viel zu klein, um an eine praktische Nutzung zu denken.
Ein Forscherteam der RWTH unter Leitung von Professor Dr. rer. nat. Markus Mor-genstern, unterstützt durch Rechnungen von Professor E. Y. Sherman der Universität des Baskenlandes, hat nun eine mögliche Ursache für die geringe Effizienz identifiziert. Hierzu haben die Physiker ein bei minus 273 Grad Celsius arbeitendes Ras-tertunnelmikroskop genutzt, das mit Nanometer-Präzision die Wechselwirkung des Elektronenspins mit seiner Umgebung kartieren kann. Die Karten, die in der renom-mierten Zeitschrift „Nature Physics“ veröffentlicht wurden, zeigen, dass die für die Manipulation essentielle Spin-Bahn-Wechselwirkung räumlich fluktuiert – so sind be-nachbarte Spins auf ihrem Weg durch ein Bauelement verschiedener Manipulation ausgesetzt. Tatsächlich kann der identifizierte Unordnungs-Effekt die mangelnde Ef-fizienz bisheriger Bauelemente gut erklären.
Die von den Wissenschaftlern entwickelte Kartierungsmethode der Spin-Bahn-Wechselwirkung soll in Zukunft helfen, die ungewollten Unordnungsbeiträge so weit wie möglich zu minimieren.
Kontakt:
Prof. Dr. rer. nat. Markus Morgenstern
Lehrstuhl für Experimentalphysik (Festkörperphysik)
RWTH Aachen University
+49 241 80 27076
mmorgens@physik.rwth-aachen.de
Criteria of this press release:
Journalists
Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German
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